Si(110)-162表面への酸素室温吸着過程のSTMとSR-XPSによる観察

STM and SR-XPS observation on RT adsorption of oxygen molecules at Si(110)-162 surfaces

富樫 秀晃*; 高橋 裕也*; 加藤 篤*; 今野 篤史*; 末光 眞希*; 朝岡 秀人  ; 吉越 章隆 ; 寺岡 有殿

Togashi, Hideaki*; Takahashi, Yuya*; Kato, Atsushi*; Konno, Atsushi*; Suemitsu, Maki*; Asaoka, Hidehito; Yoshigoe, Akitaka; Teraoka, Yuden

Si(110)面は正孔移動度がSi(001)面と比較して1.5倍以上大きく、3次元構造のトランジスタの活性面としても重要であるため、次世代高速デバイスへの適用が期待される本研究ではSi(110)-162表面への室温酸素吸着過程をSTMを用いて観察し、SR-XPSと比較した。室温のSi(110)-162清浄表面を0.1Lだけ酸素供給した後のSTM占有状態像では、Siのペンタゴンペアと、その上にランダムに散在する輝点が観察された。この輝点は非占有状態像では通常の清浄表面と変わらないため、Bright-Normalサイト(BNサイト)と呼ばれる。BNサイト密度が酸素供給量とともに増加することは、同サイトが吸着酸素原子に関連することを示唆している。室温酸化表面では酸素供給量が増大してもBNサイト以外は観察されなかった。一方、SPring-8のBL23SUで行った同条件で酸化したSi(110)-162表面のSR-XPS測定では、Si2pスペクトルにSiとSiのサブオキサイドがほぼ同密度観察され、さらにSiも観察された。このように低酸素供給量においても高次酸化状態が観察されることからBNサイトは酸素原子2個以上が関与する構造であると示唆される。

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